脳梗塞に対する複数回骨髄幹細胞投与における至適リハビリ条件の探索

• Project/Area Number: 23K10430
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 佐々木 雄一 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (00570136)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鵜飼 亮 札幌医科大学, 医学部, 講師 (30896113) ; 山下 達郎 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (60815439) ; 岡 真一 札幌医科大学, その他部局等, 准教授 (70789453) ; 佐々木 優子 札幌医科大学, 医学部, 助教 (80631142) ; 本望 修 札幌医科大学, 医学部, 教授 (90285007) ; 中崎 公仁 札幌医科大学, 医学部, 特任助教 (70722461)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 骨髄間葉系幹細胞 / 脳梗塞 / リハビリテーション / 神経再生 / 複数回投与

Outline of Research at the Start

本申請では、これまでの研究結果を踏まえて、ラット脳梗塞モデルに対する骨髄間葉系幹細胞(MSC)の複数回投与に併用するリハビリの条件設定において、運動の種類や頻度・強度を考慮し、回復経過を分子メカニズムなど様々な視点から詳細に比較解析する。これらの解析により、臨床でのMSC複数回投与の治療効果を最大限に引き出すリハビリの条件設定と新しいリハビリ方法を確立することを最終的な目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

現在までに、本研究費によって、各運動負荷における実験的脳梗塞に対するリハビリテーションと骨髄間葉系幹細胞移植併用による治療効果を行動学的(運動機能など)、画像診断学的、神経解剖学的、免疫組織学的の解析を推進しており、おおむね順調に進展している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在までに、本研究費によって、各運動負荷における実験的脳梗塞に対するリハビリテーションと骨髄間葉系幹細胞移植併用による治療効果を行動学的(運動機能など)、画像診断学的、神経解剖学的、免疫組織学的の解析を推進している。ラット中大脳動脈永久閉塞(MCAO)モデルは、Intraluminal thread methodを用いて作製し、(i)コントロール群、(ii)リハビリ群、(iii)MSC群、(iv)併用群の4群を設定した。細胞移植を行う群では、脳梗塞発症後急性期に骨髄間 葉系幹細胞を経静脈的に移植している。(ii)リハビリ群、(iv)併用群のリハビリに対して、①②の2パターンを設定し、至適な運動時間と運動強度を探索している。(①運動時間:脳梗塞作製1日後より毎日複数の運動時間を設定し、トレッドミル走行を6週間行う。運動強度は3m/minから開始し、1週経過するごとに速度を3m/min上げ、6週後には18m/minとする。②運動強度:脳梗塞作製1日後より毎日20分間のトレッドミル走行を6週間行う。運動強度は複数の走行速度を設定する。)運動機能評価は、limb placement test(LPT)、トレッドミル負荷試験で行い、ラットの運動能力の回復過程を評価する。6種類のテストから構成されるLPTでは損傷半球の対側四肢の機能レベルを計測し、トレッドミル負荷試験ではラットの最大走行速度を測定している。以上より、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

各運動負荷における実験的脳梗塞に対するリハビリとMSC移植の併用で得られる治療効果の分子メカニズムを詳細に比較解析するために、行動学的(運動機能・学習記憶能力など)解析、MRI解析、神経解剖学的解析、免疫組織学的解析を継続する予定である。特に、ラット中大脳動脈永久閉塞(MCAO)モデルは、Intraluminal thread methodを用いて作製し、リハビリとMSC移植の併用で得られる治療効果のメカニズムを明らかにするために上記の4実験群を設定し、実験動物数を増や
し、行動学的(運動機能・学習記憶能力など)解析、MRI解析、神経解剖学的解析、免疫組織学的解析によって詳細に検討する予定である。